Tema

Mars atmosfär väl skyddad mot inträngande solvindsjoner

Hur påverkar jonerna i solvinden Mars atmosfär? Den frågan har studerats i den avhandling som Catherine Diéval, doktorand vid Institutet för rymdfysik, IRF, lägger fram vid Luleå tekniska universitet fredagen den 14 december.

Från solen kommer ett flöde av elektriskt laddade partiklar. Flödet kallas solvinden och består av elektroner och joner (atomer som förlorat en eller flera av sina elektroner). Planeten Mars har till skillnad från jorden inget eget magnetfält och man skulle kunna tro att den därför är helt oskyddad mot solvindsflödet. Solvindens växelverkan och den joniserade delen av Mars atmosfär gör dock att det bildas en så kallad inducerad magnetosfär kring planeten.

Tidigare satellitmätningar har visat att solvindsjoner kan tränga genom den inducerade magnetosfären och ner i den övre delen av Mars atmosfär. Tidigare datormodeller tydde på att sådan inträngning skulle pågå kontinuerligt och att de inträngande partiklarna kunde överföra betydande mängder energi, rörelsemängd och material från solvinden till planetens atmosfär.

Avhandlingen presenterar mätningar av plasmamiljön nära Mars gjorda av Mars Express, en europeisk satellit som ligger i bana runt planeten sedan 2003. Det visar sig att mängden solvindsjoner som når den övre atmosfären är mycket mindre än vad som tidigare förutspåtts med hjälp av datormodeller. Jonerna verkar heller inte tränga in kontinuerligt:
”Det är bara under 3% av den tillgängliga observationstiden som vi ser verkligen inträngande solvindspartiklar i vårt data”, berättar Catherine Diéval.

Avhandlingen föreslår att en stor andel av jonerna som kommer med solvinden stoppas av den magnetiska barriären (en del av den inducerade magnetosfären). Hur effektiv barriären är beror på de inkommande partiklarnas energi och styrkan hos magnetfältet.

”Ju starkare magnetfältet är ju färre partiklar kan tränga igenom den magnetiska barriären”, förklarar Catherine Diéval.

Catherine Diéval har också använt datormodeller för att undersöka vad som händer med de solvindspartiklar som lyckas passera den magnetiska barriären. Modellerna visar bland annat hur viktigt magnetfältet i den magnetiska barriären är. En viktig slutsats i avhandlingen är att Mars atmosfär är väl skyddad mot inträngande solvindsjoner.

”Min avhandling hjälper oss att bättre förstå hur solvinden växelverkar med atmosfären runt en planet. Det är viktigt, inte bara för att förstå vårt eget solsystem utan för att i framtiden kunna avgöra hur atmosfärer bildas och utvecklas på planeter kring andra stjärnor.”

FAKTA
Catherine Diéval är född i Amiens, 150 km norr om Paris, Frankrike. Hon växte upp i Rivery, ett litet samhälle nära Amiens. Hon har en magisterexamen i astrofysik, planetforskning och rymdteknik från Toulouse universitet Paul Sabatier och har varit anställd vid Institutet för rymdfysik sedan 2008, där hon ingått i forskningsprogrammet ”Solsystemets fysik och rymdteknik”. Hon har samtidigt varit inskriven vid Luleå tekniska universitet, där hon tillhört Institutionen för system- och rymdteknik och Forskarskolan i rymdteknik.

Disputation:
Catherine Diéval försvarar sin avhandling ”Solar wind ions inside the induced magnetosphere of Mars” (”Solvindsjoner i Mars inducerade magnetosfär”) i Aulan på Institutet för rymdfysik, IRF, i Kiruna fredagen den 14 december 2012, kl. 10:00. Fakultetsopponent är Dr. Christian Mazelle, Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie, Toulouse, Frankrike.

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Mars atmosfär väl skyddad mot inträngande solvindsjoner

 lästid ~ 2 min